Изобретен опреснитель морской воды, работающий на солнечной энергии
В исследовательском центре Университета Райса изобрели технологию опреснения морской воды, которой достаточно энергии солнечного света. Это первая крупная инновация центра водоочистных нанотехнологий (NEWT) при университете.
Ученые NEWT разработали технологию дистилляции при помощи нанофотонной солнечной мембраны (NESMD), сочетающей традиционные способы очистки воды с новейшими нанотехнологиями, превращающими солнечный свет в тепло.
Несмотря на то, что в полутора сотнях стран действует более 18 000 станций опреснения, инженеры NEWT изобрели новый, уникальный подход, пригодный как для домашнего использования, так и для крупных общин и деревень.
Давно известный метод опреснения соленой воды заключается в выпаривании соли и конденсации пара. Его применяли веками, но он требует сложного оборудования и больших затрат энергии. Больше половины стоимости работы такой станции уходит на источник энергии. Опреснение при помощи мембраны, когда горячая соленая вода течет с одной стороны пористого материала, а холодная пресная — с другой, требует гораздо меньше энергии, поскольку кипячения не происходит. Тем не менее, и этот метод довольно энергозатратный.
Технология NEWT основана на дешевых и коммерчески доступных наночастицах, которые впитывают около 80% солнечного света, вырабатывая тепло. В сочетании с этими наночастицами мембрана превращается в односторонний нагревательный элемент, которому не требуется дополнительный источник энергии. При этом производительность опреснителя возрастает, если применяется концентрированный солнечный свет. «Линза с 25-кратной концентрацией дает интенсивность до 17,5 кВт на кв. м, а выработка воды повышается до примерно 6 литров на кв. метр в час», — говорит Цилинь Ли, глава испытательной группы.
NEWT планирует производить сборные панели, которые люди смогут заказывать в зависимости от своих потребностей. Например, если надо получать 20 литров воды в час, а панели производят 6 литров в час на кв. метр, то достаточно будет приобрести 3 кв. метра панелей.
Способ сокращения коррозии мембраны при воздействии горячего соляного раствора изобрели калифорнийские инженеры. Благодаря углеродным нанотрубкам, которые нагревают рассол только на поверхности мембраны, они добились почти 100% выхода пресной воды.